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肺炎早期発見のための肺音解析技術の確立と在宅使用可能な聴診支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04257
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関山口大学

研究代表者

江 鐘偉  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (60225357)

研究分担者 森崎 哲也  宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (30425392)
浅見 麻紀 (野山麻紀)  山口大学, 医学部附属病院, 講師 (60808187)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード肺音の解析 / クラックルの検出 / 間質性肺炎 / クラックル特徴の可視化 / 肺雑音解析 / 肺音の可視化 / クラックルの抽出 / 間質性肺炎の判別 / 肺炎聴診 / ファインクラックルの検出 / 呼吸音の可視化 / 遠隔聴診支援システム / 肺炎の検知 / 肺音の聴診 / 生体情報・計測 / 検査・診断システム / メカトロニクス / 肺音解析技術
研究開始時の研究の概要

風邪くらいと思って病院に行かずそのまま放置して肺炎の発見が遅れ、いつの間にか重症化してしまうことがあり、肺炎の早期発見と予防が重要である。特に高齢者の場合は、肺炎にかかっていても自覚症状がわかりづらく発熱も起こらないため、肺炎の早期発見が難しい。自宅で簡単に呼吸音をスクリーニングし肺炎の徴候を早期に発見できれば、肺炎による重症化・感染拡大の予防につながる。
本研究では、呼吸に伴う肺音を聴音・解析し、肺炎の特徴であるクラックルを抽出・分析する技術を開発するとともに、家庭でも使用可能な、肺炎の状態を簡単にモニタリングする肺炎聴診支援システムを開発する。

研究成果の概要

高齢者の場合は、体が肺炎にかかっていても自覚症状がなく発熱も起こらないため、風邪くらいと思って病院に行かず放置していつの間にか重症化してしまうことがある。本研究では、肺炎の重症化を予防するために、医師のいない家庭や施設で肺音を聴診し、肺炎の兆候をいち早く発見することに着目して、以下の研究を行った。
①肺炎の特徴である捻髪音と水泡音を判別する解析アルゴリズムを開発した。②間質性肺炎の臨床データを収集し線維化の状態を分析するためのクラックル可視化方法を開発した。③一人でも操作して背中の肺音を聴取できる無線聴音デバイスを設計・試作、クラウド上で利用可能な肺炎聴診支援システムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢者の場合は肺炎の早期発見が難しい。体が肺炎にかかっていても自覚症状がわかりづらく、発熱も起こらないからである。また、病院に行かず発見が遅れたり、風邪だと誤認識または誤診されたりすると、いつの間にか重症化してしまうことがある。それに加えて、特養や老人ホームなどに入所されている高齢者は、肺炎の集団感染になりやすい。もし、外来診察時で行っている問診と聴診が自宅や施設で行い、肺炎の兆候であるクラックルを可視化することができれば、肺炎の重症化または感染拡大の予防に寄与する。また、間質性肺炎には炎症性変化と線維化所見によって治療方法が異なるため、肺音の聴診である程度判断できれば治療効果が高まる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Tidal Volume Level Estimation Using Respiratory Sounds2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Lurui, Jiang Zhongwei
    • 雑誌名

      Journal of Healthcare Engineering

      巻: 2023 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1155/2023/4994668

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Data Sharing Method for Heterogeneous Medical and Health Databases with Blockchain Technology2020

    • 著者名/発表者名
      Lurui Wang, Zhongwei Jiang, Yue Wang
    • 雑誌名

      International Journal of Engineering Innovation and Management

      巻: Volume 10, Issue 1 ページ: 8-13

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 6 分間歩行テ ス ト に よ る フ レ イ ル 判別方法の 開発2022

    • 著者名/発表者名
      張 芸金、 江 鐘偉、 森田 実、 土居 恵子、 平野 綱彦、 松永 和人
    • 学会等名
      日本機械学会 日本機械学会 2022年度年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of Frailty by Accelerometer in SS-5 Test2022

    • 著者名/発表者名
      Takeru Mishima, Zhongwei Jiang, Takumi Nunokawa, Minoru Morita, Keiko Doi, Tsunahiko Hirano, Kazuto Matsunaga
    • 学会等名
      International Conference on Innovative Research and Education
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on prediction of the risk of falls by 6-minute walking test2022

    • 著者名/発表者名
      Xingchi Shui, Yunjin Zhang, Zhongwei Jiang
    • 学会等名
      International Conference on Innovative Research and Education
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a novel 6MWT measuring system and evaluation method for lower limb function2021

    • 著者名/発表者名
      Yunjin Zhang, Zhongwei Jiang, Keiko Doi, Tsunahiko Hirano, Kazuto Matsunaga
    • 学会等名
      International Conference on Innovative Research and Education
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Overnight Breath and Heart Sound Monitoring with Agglomerative Hierarchical Clustering Method2020

    • 著者名/発表者名
      Luirui Wang, Zhongwei Jiang
    • 学会等名
      International Conference on Innovative Application Research and Education
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Force-Balance Plate Sensor System for SS-5 Test2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kinoshita, Zhongwei Jiang, Minoru Morita, Takumi Nunokawa
    • 学会等名
      International Conference on Innovative Application Research and Education
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 肺炎聴診システムと解析方法の研究開発2020

    • 著者名/発表者名
      布川拓海、江 鐘偉、森田 実、浅見麻紀、松永和人
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第73期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] フレイル判定支援装置とフレイル判定支援プログラムとフレイル判定支援方法2021

    • 発明者名
      江 鐘偉、平野 綱彦、松永 和人
    • 権利者名
      山口大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-036561
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] フレイル判定支援装置とフレイル判定支援プログラムとフレイル判定支援方法2021

    • 発明者名
      江 鐘偉、平野綱彦、松永和人
    • 権利者名
      山口大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-036561
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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